一种薯蓣皂苷元衍生物及其药物组合物与其制备和应用的制作方法

本发明属于药物领域，具体涉及薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯类衍生物，其作为一类强效的胰脂肪酶抑制剂，通过与胰脂肪酶结合而抑制酶的活性，从而治疗或/和预防高血脂症疾病。
背景技术：
：高血脂症是一种人体脂代谢失常所致的常见疾病，主要指血清中总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白过高或高密度脂蛋白水平过低。高血脂症早期没有明显的临床症状，但它对于人体的损伤具有隐匿性、渐行性和全身性。高血脂可以引起动脉粥样硬化，同时也会引起其他各种类如高血压、冠心病、糖尿病、心肌梗死等高危疾病，对人类健康产生严重威胁。据世界卫生组织统计，每年大概有1700万人死于心脑血管疾病，占全球总死亡人数的30％左右。心脑血管疾病已经成为中老年人致死的主要原因，是人力健康的“头号杀手”。而降血脂治疗的主要手段还是依靠药物治疗，故降血脂药物研发一直是医学研究的重点。薯蓣皂苷元(diosgenin)作为一种重要的天然甾体皂苷元，来源广泛，是合成甾体激素类药物的重要原料，具有降血脂、降血糖和冠心病等多种显著的药理活性，有很高的药用价值。特别是，它的降血脂药理活性更是引起了国内外学者的极大关注。药代动力学研究表明薯蓣皂苷元由于具有强疏水性，在消化液中的溶出度差，生物利用度低，几乎不吸收入血，这在很大程度上限制了薯蓣皂苷元及其制剂在降血脂临床上的应用。如何提高薯蓣皂苷元给药途径的选择性、生物利用度和药理活性成为薯蓣皂苷元开发和利用的关键所在。对薯蓣皂苷元进行特定的结构修饰，提高药物的选择性与生物利用度具有非常好的现实意义。近年来，许多学者对薯蓣皂苷元的骨架进行一系列的结构修饰和改造，部分衍生物表现出了良好的降血脂活性，但并未完全解决薯蓣皂苷元存在的缺陷。因此，对薯蓣皂苷元进行合理的结构修饰，设计合成新型衍生物，筛选出更加有效的化学结构，仍然具有一定的挑战性。目前，现有技术中未见有薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯类衍生物，其作为一类强效的胰脂肪酶抑制剂，通过与胰脂肪酶结合而抑制酶的活性，从而治疗或/和预防高血脂症疾病的报道。技术实现要素：本发明的目的是提供一类具有良好的抑制脂肪酶活性作用且毒副作用低的新型薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物。同时提供该化合物的制备方法，以及在制备预防和治疗降血脂药物中的应用。由于5-硝基异山梨酯衍生物结构具有独特的降血脂生物活性，所以本发明设计合成了含有该类结构的薯蓣皂苷元衍生物，且体外活性实验证明，该衍生物有较高的体外降血脂活性，能用于制备治疗或/和预防高血脂症的药物，同时也为其他同类化合物的合成提供新的解决思路和方案。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：如下结构式(i)所示的薯蓣皂苷元(disogenin)丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物。本发明化合物通过猪胰脂肪酶试验研究，显示良好的胰脂肪酶抑制活性和较小的毒性，可进一步研制开发为治疗和预防高血脂症药物。本发明还提供了薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯制备的方法，包括以下步骤：首先薯蓣皂苷元与丁二酸酐反应生成相应的薯蓣皂苷元丁酸单酯，然后与5-硝基异山梨酯反应得到薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物。更具体地，该方法包括以下步骤：步骤a：薯蓣皂苷元丁二酸单酯的制备：称取纯化过的薯蓣皂苷元、丁二酸酐,吡啶，油浴80℃在反应瓶中反应，反应结束后，加入活性炭，过滤，使用旋蒸蒸发仪旋去部分吡啶，将剩余物加入纯水，有大量白色固体析出，过滤，将该类白色固体加入etoh打浆获得固体，10％硫酸乙醇显色；步骤b：化合物1薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物的制备：反应瓶中加入丁二酸皂素单酯，dmap，dcc，5-硝酸异山梨酯，注入dcm搅拌溶解，室温25℃搅拌反应6h，后处理：反应液冷却后，柱层析，石油醚:乙酸乙酯10:1洗脱，得白色固体化合物1。本发明实施例1详细讲述了化合物的制备方法。另外还提供了所述的薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯在制备预防和/或治疗高血脂症药物中的应用。本发明此外还提供了一种药物组合物，该药物组合物包含薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物或薯蓣皂苷元丁二酸酯衍生物中至少一种或其药学上可接受的盐作为活性成分，单独或结合一种或几种药学上可接受的载体。以及该药物组合物在制备预防和/或治疗高血脂症药物中的应用。以及，上述的化合物和药物组合物在制备胰脂肪酶抑制剂中的应用。同时提供了以所述的薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯为活性成分的胰脂肪酶抑制剂。本发明以薯蓣皂苷元为母体，与丁二酸酐缩合的产物与5-硝基异山梨酯反应，获得衍生物的胰脂肪酶抑制活性与原型化合物(diosgenin)比较，其ic50达到纳摩尔级(98nm)。该化合物与现在市售的原研厂家药物orlistat具有类似的作用机制。本发明化合物用作药物上时，可以直接使用，或者以药物组合物的形式使用。该药物组合物含有0.1～99％，优选为0.5～90％的本发明化合物，其余为药物学上可接受的，对人体和动物无毒和惰性的可药用载体和/或赋形剂。所述的药用辅料是一种或多种稀释剂(填充剂)、润湿剂(粘合剂)、崩解剂和润滑剂。将所述的药物组合物以单位体重服用量的形式使用。本发明的药物可经口服和注射两种形式给药。口服制剂可以用其固体或液体制剂，如颗粒剂、片剂、胶囊剂、溶液剂、混悬剂和乳剂等。注射制剂可以用其固体或液体制剂，如注射用无菌粉末、注射剂等。附图说明：图1为本发明薯蓣皂苷元(disogenin)丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物的结构示意图；图2为本发明薯蓣皂苷元(disogenin)丁二酸5-硝基异山梨酯衍生物的制备流图。具体实施方式下面结合附图，用本发明的实施例进一步对本发明的实质内容进行说明，但本发明的内容并不局限于此。实施例11h-和13c-nmr由brukeravanceiii-600、drx-500或am-400测定，内标为tms，其1hnmr在400mhz，500mhz和600mhz下测定，13cnmr在100mhz，125mhz和150mhz下测定；质谱hresi-ms和esi-ms由finniganlcq-advantagemat型质谱仪测定；re-2000a旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；df-101s集热式恒温加热磁力搅拌器：巩义市予华仪器有限责任公司；jj5000型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂。柱色谱材料：柱层析用硅胶(80-100目和200-300目)与预制gf254tlc板均为青岛海洋化工厂生产。显色方法为荧光灯下波长254、365nm处观察荧光，i2蒸气显色，10％硫酸乙醇处理后加热显色。其它试剂来自于上海萨恩化学技术有限公司，或国药集团化学试剂有限公司，均为商品化的分析纯或化学纯试剂，本论文实验部分所采用的无水试剂(如dcm等)均按无水溶剂标准处理程序制备。1.薯蓣皂苷元的(diosgenin)制备：薯蓣皂苷元的(diosgenin)采自上海源叶生物技术有限公司，1l的锥形三角瓶称取100克原料，200ml甲醇热溶解，缓慢降温静止白色沉淀；重复三次，得到纯度大于95％的薯蓣皂苷元(diosgenin)。步骤a：薯蓣皂苷元丁二酸单酯的制备100ml反应瓶中称取纯化过的薯蓣皂苷元(1.2g,30mmol)、丁二酸酐(4.5g,45mmol),吡啶(2ml)，油浴80℃反应。反应结束后，加入活性炭，过滤，使用旋蒸蒸发仪旋去部分吡啶，将剩余物加入纯水约100ml，有大量白色固体析出。过滤，将该类白色固体加入etoh打浆获得固体1.45g,产量100％。10％硫酸乙醇显色。hr-esi-ms：m/z537.3302[m+na]+(calc.forc31h46o6,537.3302).1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ5.37(d,j＝4.9hz,1h),5.30(s,1h),4.70-4.56(m,1h),4.41(dd,j＝15.0,7.5hz,1h),3.53-3.42(m,1h),3.37(t,j＝10.9hz,1h),2.73-2.64(m,2h),2.64-2.54(m,2h),2.32(d,j＝6.9hz,2h),2.08-1.93(m,2h),1.86(dd,j＝12.3,5.4hz,3h),1.82–1.69(m,3h),1.70-1.55(m,4h),1.53-1.39(m,4h),1.27(dd,j＝12.0,6.5hz,2h),1.13(d,j＝10.4hz,3h),1.03(s,3h),0.97(d,j＝6.9hz,4h),0.79(t,j＝3.1hz,6h).13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ176.96,171.58,139.60,122.46,109.34,80.84,74.46,66.85,62.08,56.44,49.95,41.63,40.27,39.73,37.99,36.93,36.73,32.05,32.05,31.82,31.40,31.40,30.28,29.28,28.85,27.67,20.82,19.32,17.12,16.27,14.50.步骤b：化合物1的制备反应瓶中加入丁二酸皂素单酯(5.37g,10mmol)，dmap(3.67g,30mmol)，dcc(6.19g,30mmol)，5-硝酸异山梨酯(2.87g,15mmol)，注入dcm搅拌溶解，室温(25℃)搅拌反应6h。后处理：反应液冷却后，柱层析，石油醚：乙酸乙酯10:1洗脱，得白色固体7.06g，收率99％。hr-esi-ms：m/z710.8326[m+na]+(calc.forc37h53no11,710.8326).1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ5.36(d,j＝5.5,3.7hz,2h),5.30(s,1h),5.24(d,j＝2.6hz,1h),4.97(s,1h),4.69-4.55(m,1h),4.49(d,j＝4.9hz,1h),4.41(d,j＝7.4hz,1h),4.08-4.02(m,1h),4.01(d,j＝2.9hz,2h),3.90(dd,j＝11.3,5.6hz,1h),3.46(d,j＝4.0hz,1h),3.37(s,1h),2.61(s,4h),2.32(d,j＝6.7hz,2h),2.06-1.91(m,3h),1.87(s,3h),1.82-1.65(m,5h),1.68-1.52(m,8h),1.54-1.38(m,4h),1.26(s,3h),1.14(d,j＝5.4hz,1h),1.03(s,3h),0.97(d,j＝6.9hz,1h),0.79(t,j＝3.1hz,6h).13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ171.44,139.55,122.51,109.2,86.56,81.49,81.25,80.81,76.70,74.46,73.48,69.25,66.85,62.12,56.45,49.95,41.63,40.27,39.73,38.03,36.83,33.97,33.97,31.95,31.41,30.31,30.31,29.21,28.82,27.71,25.63,24.95,20.82,19.31,17.13,16.28,14.51.实施例2：本实施例为本发明化合物的药理实验。体外抑制胰脂肪酶药理活性的实验：一、测定化合物和药物测定化合物为实施例1所得薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯；阳性药物为奥利司他(orlistat,n-formyl-l-leucine(1s)-1-[[(2s,3s)-3-hexyl-4-oxo-2-oxetanyl]methyl]dodecylester)购自云南省医药工业有限责任公司；化合物和orlistat溶解于二甲基亚砜(dmso)中，于冰箱4℃保存。二、试剂和溶液(1)试剂猪胰脂肪酶(ppl)、p-nitrophenylbutyrate(p-npb)、pbs和无水氯化钙购自上海麦克林生化科技有限公司；tris-hcl购自sigma-aldrich西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司。(2)溶液tris-hcl缓冲液含有100mmtris，5mmcacl2，ph值为8.0，冰箱4℃保存；ppl溶液以d-pbs配制成1000u/ml的贮存液，分装，-80℃保存；p-npb溶液以二甲基甲酰胺(dmf)配制成10mm的溶液，-20℃保存。三、薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯对ppl的抑制作用检测在96孔酶标板上，将待测化合物(终浓度50μm)与ppl溶液(终浓度1u/ml)充分混合，设定3个重复孔，37℃，15min；加入p-npb(终浓度0.5mm)，混合均匀，37℃，15min，tacaninfinitem200酶标仪测定od值(400nm/630nm)，检测波长为400nm，参考波长为630nm。实验同时设置空白对照孔和dmso试剂对照孔与orlistat阳性对照孔。计算的ic50值，即抑制ppl50％活性的化合物浓度。计算如下：ppl活性抑制率(％)＝(1-样品od值/实验对照孔od值)×100％结果：本发明以薯蓣皂苷元的(diosgenin)为母体，合成薯蓣皂苷元丁酸5-硝基异山梨酯的胰脂肪酶抑制活性与原型化合物(diosgenin)比较，其ic50达到纳摩尔级(98nm)。该化合物与现在市售的原研厂家药物orlistat具有类似的作用机制。表1对照化合物与本发明化合物的ic50值化合物名称ic50值(单位：μm)orlistat0.001diosgenin72.000化合物10.098结论：与现有技术相比，本发明具有下述突出特点：1.本发明的化合物属于一新类型的胰脂肪酶抑制剂，与现在所有的胰脂肪酶抑制剂具有不同的结构。2.本发明的物质原料来源丰富、价廉，制备工艺简单，物质原料的来源得到保证。3.本发明以薯蓣皂苷元为母体，经常规化学反应获得得到薯蓣皂苷元丁二酸5-硝基异山梨酯，其胰脂肪酶抑制活性与原型化合物(diosgenin)比较，其ic50达到纳摩尔级(98nm)。下述实施例3-5为本发明化合物的剂型实施例。实施例3：按实施例1制得化合物，按化合物晶体与赋形剂重量比1:1的比例加入赋形剂，制粒压片。片剂：实施例1制得化合物100mg淀粉100mg18％淀粉浆适量滑石粉适量实施例4：按实施例1制得化合物，按常规胶囊制剂方法制成胶囊。胶囊剂：实施例1制得化合物100mg淀粉100mg滑石粉适量制备方法：将实施例1制得化合物与辅料混合，过筛，在合适的容器中均匀混合，把得到的混合物装入空心胶囊。实施例5：安瓿剂：实施例1制得化合物50mg制备方法：将实施例1制得化合物溶解于0.5毫升聚乙二醇400中，纯水适量，过滤(0.45μm)所得溶液在无菌条件下装入安瓿瓶中。当前第1页12